Это очень старая задачка.
Первый раз лично я с ней столкнулся на математической олимпиаде для школьников (9, или 10 класс - не помню). Это было в 1988 году.
Решение к ней я тогда не нашел...
с точки зрения физики, задача безусловно нетривиальная, но я (автор истории), в силу глубокого математического кретинизма, озаботилась скорее самой ситуацией, представив эту картину. И объяснение, представленное в истории, не из пальца высосано, а нагуглено в ответ на сам текст.
А я вам так скажу: дворник, который едет по некоторой территории на тележке и чистит при этом только саму тележку (да и то с коэффициентом 1/2) - такая бредовая идея могла родиться только у не совсем адекватного человека. Так вам здоровое общество не построить. А уж что вам скажут дворники на предложение поучаствовать в таком эксперименте...
mitosSmitos, хорошее объяснение. Наверное лучше без расчетов и не объяснишь.
Gumi, Вам в цеху нужно бы проштудировать различия между абсолютно упругими и абсолютно неупругими столкновениями (подсказка -- в этой задаче взаимодействие между тележкой и снегом неупругое, кинетическая энергия не сохраняется), так что задачка на сохранение импульса.
spamkerdyk
Только кирпичи надо будет бросать два раза. Т.к. после выбрасывания первого кирпича в бок и пустая тележка и тележка с кирпичом будут двигаться с одинаковой скоростью.
А вот когда второй прилетит - то да, более легкая пустая тележка замедлится быстрее
Задачка, конечно, нетривиальная, но на мой взгляд немного надуманная. Задача на закон сохранения импульса. Поэтому в условиях надо оговаривать, что сила трения и сопротивления воздуха игнорируются.
Тележки идут параллельно, т.е. они как-бы на рельсах. Наш надуманный снег имеет нулевую скорость относительно земли и по мере заваливания тележек снегом возрастающая масса приводит к снижению скорости (Закон сохранения импульса) Скорость обеих тележек снижается одинаково - снег сначала падает на тележку и принимает её скорость, а потом только сбрасывается. Снег сбрасывается в сторону, что не влияет на скорость тележки параллельно рельсам. Но вот где засада. Суммарный импульс системы тележка-снег остается неизменным: часть этого импульса остается с тележкой, а часть с выброшенным снегом, который летит параллельно тележке. Далее - снег продолжает падать и отнимать импульс у тележек. Но у той тележки, где дворник спит импульса осталось больше, так что она будет замедляться меньше. Там, же, где дворник выбрасывает снег - выброшенный снег летит параллельно тележке и выпадающему снегу свой импульс не отдает. Так что у более легкой очищенной тележки новая порция снега отнимет больше скорости. И так далее.
Так что действительно дальше и быстрее проедет та тележка где дворник спит, только не потому, что масса больше, а потому, что выбрасывание снега параллельно движению приводит к потере импульса.
А кстати, как абстрагироваться? А просто вместо снега бросьте на каждую тележку по большому кирпичу, по массе сравнимому с тележкой, а когда упадут, один скиньте вбок. В условии не изменилось ничего, а решение очевидно.
Между прочим хорошая задача. Когда человек начинает ее решать, сразу становится видно, умеет ли человек абстрагироваться от не влияющих на результат обстоятельств и выделить главное обстоятельство, определяющее решение. Эту задачку нужно давать на вступительных экзаменах (не обязательно в физический ВУЗ). А решать ее просить вслух. Кто-то сразу обратит внимание на потерянный с каждой сметенной снежинкой импульс, а кто-то начнет считать увеличение трения при увеличивающейся массе. Первый как инженер будет впоследствии уделять внимание именно тому, для чего создает устройство, второй погрязнет в ГОСТ-ах на винтики (это конечно тоже важно, но часто происходит в ущерб итоговой функциональности).
Сцук..а я не гуглил, привык с начало самому разбираться, а уж потом если не разобрался лезть гуглить. В цеху никуя не погуглишь когда траблы лезут и все матом разговаривать начинают.
Тут скорее не система импульсов, а скорее закон сохранения энергии, в данном случае кинетической. Если принять допушение, что у нас трение не учитываются, то Е=(m*V^2)/2, в случае до снега имело место быть Е с одним значением, после выпадения снега, у нас Е не изменилась но так как масса увечилась то компенсчируется это изменением скорости в меньшую сторону. Это если в обшем, а так там на самом деле дофигища интеграла от начального времени и конечного с привязкой к массе,а если учитывать и трение...
В классическом варианте условия упоминается, что "трение незначительно", да и тележка- не сани, трение качения отлично от трения скольжения.
З.Ы. Жаль, что решение легко гуглится.
2 Крантец
Решение легко нашел в интернете, так что такая таинственность - излишня :) Оказалось, я таки неправ. Закон сохранения импульса помнил, но не учел, что у тележки активного дворника столкновение со снегом все равно происходит. :)
А как насчет увеличения силы трения тележки ленивого дворника с увеличением массы? Почему это не учитывается?
sercher73
со спящим действительно проедет дальше, но объяснение автора истории- не объяснение, конечно. Подробно объяснять не хочу, потому что задача является конкурсной на некоторых ресурсах. Если уж Вам непременно захочется узнать ответ, могу скинуть на почту, например.
Сдается мне, тележка со спящим дворником пройдет меньше, как раз потому что движение происходит по инерции, а масса увеличивается. А первому надо было не вбок сбрасывать, а назад - добавилась бы реактивная сила.
С Крантецом согласен: автору задачи- плюс, автору истории- минус.
Ждем настоящим физиков, которые задачку растолкуют :)
Хорошая нетривиальная задача. Автору задачи- плюс, автору истории- минус.